《你想知道的西方故事》系列包括西方文学、西方艺术、西方哲学、西方科技与西方历史，以轻松易懂、风趣幽默的笔触向读者全面介绍了西方文化的发展脉胳、重要人物、代表作品及重大事件。

《我想知道的西方科学》作者文聘元通过精彩的故事、优美的文字讲述了自然科学最基础的学科知识，即天文学、物理学、数学、化学、地学与生物学。

《我想知道的西方科学》作者文聘元通过精彩的故事、优美的文字讲述了自然科学最基础的学科知识，即天文学、物理学、数学、化学、地学与生物学。《我想知道的西方科学》的特点就是让读者在读完本书后，不仅了解了各学科的基础知识，更进一步了解了这一学科的发展演变的历史，以及那些伟大的科学家探索科学真理的故事与经历。

引言

第一章

科学的脉络

第二章

我们的宇宙

第三章

古代天文学

第四章

伟大的革命

第五章

最佳拍档

第六章

牛顿之后的天文学

第七章

数学概说

第八章

古希腊数学——欧几里得

第九章

古希腊数学——阿基米德

第十章

三大发明

第十一章

天才欧拉

第十二章

数学之王

第十三章

非欧几何

第十四章

什么是物理学

第十五章

古代物理学

第十六章

伽利略的创造、宣战与苦难

第十七章

伟大的人类之光

第十八章

两个小小的难题

第十九章

最不可思议、也最难以评价的发现

第二十章

什么是化学

第二十一章

早期的化学

第二十二章

原子原来如此！

第二十三章

神妙无比的周期

第二十四章

探索原子内部的奥秘

第二十五章

最伟大的女科学家

第二十六章

地球的概况与春夏秋冬的产生

第二十七章

经纬度与时间的起源

第二十八章

地球的起源与演化

第二十九章

生命的特质

第三十章

生命的起源

第三十一章

物竞天择，适者生存！

·第一章·

科学的脉络

科学一词在英语里称为“science”，本来的意义是指整个知识系统，包括人们对于世界的一切认知，不但包括有关自然万物的知识，也包括有关人类与社会的知识；不但包括物理化学，而且包括哲学文学，这些都可以谓之为科学。前者就是自然科学，后者就是人文与社会科学。这样才是对科学的完整理解。不过，因为某种原因，很可能只是习惯的原因，现在人们一般只将知识的某一部分，即有关自然事物的自然科学，谓之为科学，而将人文与社会科学从科学中划了出去，不再称其为科学。

科学的兴起

想精确地了解科学起源于何时是徒劳的，可以说比之想知道艺术的起源更难，因为艺术会使古人们在岩壁上留下万年之后也能识别的图画，而科学却不如此，它不会给我们留下这样的证据。不过我们还是可以从“想当然”的角度去理解一下科学的起源。例如很早以前，古人们就在观察天上的星星、太阳、月亮了，对于它们究竟是什么样的、有什么运行规律也作过一些臆测，这些观察与臆测也许就是天文学的起源了。还有，为了打猎时计算猎物，远在文明诞生之前的古人想必也会找一些方式来进行这种计算，例如数手指头或者在绳子上打个结，这些就是最早的数学了。

当人类进入文明社会之后，科学自然也开始进入它的“文明”了，即以文字来记录那些早已有之的简陋的科学知识了。这些东西，我们从最古老的文字里就可以略知一二。例如从古埃及的纸草书里，我们知道了那时有一个聪明的贵族，他为法老设计了一座独特的计时装置。他先做了一个漏斗，下面的孔开得很小，然后在里面装上水，让水慢慢地从小孔里漏下来，甚至还在漏斗上标记了刻度，这样，在一定的刻度之间漏水所花的时间就是一致的，类似于我们现在的一分钟或者一小时。这个计时器也可以说就是一种物理仪器。在与古埃及文明同样古老的美索不达米亚，那里的古人们观察了天象，并且把天上星星的位置作了一番记录，制成一种星表。那一带的苏美尔人更发明了楔形文字，在这种文字里有许多表示种类与属性的词汇，例如表示颜色的黑、白，表示种类的木、石，表示硬度的软、硬等，还用这些词汇来表示各种矿物。使几千年之后人们仍然能够区分出苏美尔人所描述的是何种矿物。这种命名法与现在我们在生物学或者地质学上所运用的命名法是相似的。

如此等等，这些知识就是人类最早的科学知识，也是以后更为复杂的科学知识的基础。

古代埃及人、苏美尔人等的科学知识通过一系列复杂的过程传给了古代希腊人。

关于古希腊人，我们在前面已经说得够多了，他们在文学、哲学、艺术等方面的成就直到今天依然为后人所景仰。与之相类，古希腊人在科学方面亦成就非凡。

在古希腊人的科学成就中我们最为熟悉的也许是德谟克利特的原子说了，他以为世间万物均由原子组成，千载之后，他的学说竟得到了相当的认可，被证明有着惊人的准确度。

除德谟克利特外，古希腊还有许多伟大的科学家，例如数学家毕达哥拉斯，他对数字有一种近乎崇拜的喜爱。例如他认为只有数才是和谐的、美好的。他找了各种各样的数，如长方形的数、三角形的数、金字塔形的数等，它们都由一些数目小块构成，具有美的形状。他还认为十是最完美的数，因此天体的数目也应当是十。并且硬是臆造了所谓第十个天体“对地”。毕达哥拉斯最伟大的成就是发现了勾股定理。

古希腊著名的科学家还有天文学家菲劳洛斯、医学家希波克拉底——他被尊为西方的“医学之父”，等等。

这些伟人之后，古希腊出现了另外三个更伟大的人物，就是我们熟悉的苏格拉底、柏拉图和亚里士多德了，特别是后两者，除了是伟大的哲学家外，同样是伟大的科学家。例如柏拉图，在他的“阿卡得米”里大教数学，包括算术、平面几何、立体几何等，另外还有天文学和声学等课程。在阿卡得米的大门口刻着这样的话：

不懂几何学者不得入内。

亚里士多德则是比乃师柏拉图更伟大的科学家，甚至可以说他主要是一个科学家，其次才是哲学家。因此，在亚里士多德的思想中，内容最丰富的不是形而上学的玄思，而是富于科学精神的观察与研究。亚里士多德将他的目光投向了整个自然界，把自然界的万千个体当作自己的研究对象，试图从中寻求知识与真理。在他的学园吕克昂，教学的主要内容不是阿卡得米的数学与政治，而是倾向于生物学、天文学、物理学等自然科学。  据杰出的罗马博物学家、《自然史》作者普林尼记载，亚里士多德手下有大批研究助手，包括为他抓各种动物的猎人、栽培植物的园艺工人、从海里捕捞各种海生动物的渔夫，加上其他辅助人员，达上千之众。他们不单在吕克昂里为他服务，而且遍布从希腊、小亚细亚直到埃及的广大地区。我们不难设想这些人可以为亚里士多德找到多少花鸟虫鱼、飞禽走兽，亚里士多德凭这些东西建立起了古代世界第一座大动物园和植物园，他的许多伟大发现也是从这些动植物身上得来的。

在亚里士多德的诸多著作中，有相当一部分是有关于科学的，如《物理学》、《论天》、《论生成和消灭》、《论宇宙》、《天象学》、《论感觉及其对象》、《论记忆》、《论睡眠》、《论梦》、《论呼吸》、《论颜色》、《动物志》、《动物的进展》、《论植物》、《论声音的奇异》、《机械学》、《论不可分割的线》等。从它们的名字我们就可以看出其研究领域包括天文学、气象学、动物学、植物学、生物学、生理学、声学、机械学、数学、物理学等。这些学科中的大部分实际上就是由亚里士多德本人创立的，如动物学、植物学、物理学、生理学等。

亚里士多德之后，古希腊文学、艺术与哲学就趋向衰落了，科学却不尽然，仍得到了相当的发展。只是这个时期的中心不再是雅典，而是埃及的亚历山大港。

亚历山大是位于埃及北部、濒临地中海的一个港口，一度是古代西方最富庶文明的地方。在这里活跃着许多伟大的科学家，像物理学家阿基米德、数学家欧几里得、解剖学家希罗菲卢斯等，他们使古希腊的科学进人了另一个高峰期，这个时期大致是从公元前3世纪到公元前2世纪左右。

这个时期之后，西方的历史进入了另一个时期，即古罗马时期。古罗马的科学同它的文学与艺术一样，大体是希腊人的翻版，而且远没有希腊人来得伟大。古罗马的科学著作是用拉丁语写成的，这个时期著名的科学家有卢克莱修，他的《物性论》既是伟大的哲学著作，也是伟大的科学著作。还有普林尼，他的《自然史》(也译作《博物志》)是古罗马最伟大的科学著作，其中天文、地理、农业、医学等无所不包，最丰富的是生物学知识，整个第七卷到第十九卷都是介绍各种动植物的。动物中有各种哺乳动物、爬行动物、水生动物、鸟类等，当然也包括咱们人这种高级动物。植物的内容也同样广泛，甚至还谈到了各种矿物。

P3-5

在这个简短的引言里，我将讲一下我为什么要写以及打算怎样写这本书。

首先要弄清楚的是，这里的科学只是自然科学，并不包括我们平常所称的社会科学，在这个科学里包括许多分支，如数学、物理、化学等。这些分支加起来就是科学，除此而外，并无一门单独的所谓科学，这乃是科学的第一特征。

第二个问题是，我们如何讲科学的这么多分支呢？

科学的许多分支，如天文、数学、物理、化学、地理、生物等，都是我们所熟悉的传统基础学科，还有许多是比较新兴的学科，例如系统论、控制论与信息论等“三论”，还有空间科学、计算机科学等。它们是所谓的边缘学科与交叉学科，居于这些基础学科之外，不属于它们中的任何一个，然而又同一个甚至多个基础学科紧密相联。这样的学科种类可谓多多，而且每年都在诞生新兴的学科。

将这些分支逐一讲来显然是不可能的。也就是说我们必须选择某一些分支来讲。

选择哪些分支呢？这就是问题的所在了，我决定选择六大基本分支作为我们的讲述对象。这六大基本学科就是天文学、数学、物理学、化学、地学与生物学。

之所以这样选择，一是因为它们是传统的基础学科，也是其他一切科学门类之基础，是学习与理解其他科学门类之基础，我们日常所称的科学内容大体都包括在这六个分支里。

二是因为这六大基础学科大家都有一定基础。我们从小学、初中到高中，这六大基础学科都是必学之列。虽然天文学好像没有，但实际上，我们在小学的自然常识与中学地理等课程中都包括了天文学的一些基本常识，例如太阳系的九大行星、地球的自转与公转等。

当然，这本书不会停留在中学程度，而会一直向各门科学的纵深前进。例如，讲物理学时，我们将大大超越牛顿的经典力学或者电磁波理论，而是要一直讲到爱因斯坦的狭义相对论与广义相对论，还要涉及量子力量、统一场论，等等。总之，要使大家对每个学科有比较全面的了解。

此外，我们在这里也不是像中小学一样专讲知识本身，而是在了解各科知识的基础之上，进一步涉及它们的历史，将把历史作为讲解的中心，让我们从历史的角度理解科学。

因此，这本书实际上又是一本“西方科学简史”，只不过我在这里没有像教科书一样书生气十足，而是尽量用清晰明白的语言，像讲文学、讲故事一样来讲科学。